【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インダクティブ書込みヘッド素子を備えた薄膜磁気ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の薄膜磁気ヘッドは、記録ギャップで隔てられた２つの磁極に磁気的に結合されたヨークと、このヨークに巻回されたコイルと、このコイルに接続された１対のトレース導体と、これら１対のトレース導体に接続された接続バンプとを備えており、接続バンプ及びトレース導体を介してこのコイルに書込み電流を流すことによって磁気情報の書込みを行うように構成されている。
【０００３】
書込み電流として薄膜磁気ヘッドに印加される電流は、通常、矩形波パルスである。このような矩形波パルスを印加した際に実際にそのコイルに流れる電流の波形及び大きさは、薄膜磁気ヘッドの構造や、コイルに接続される電流源の出力インピーダンスや、印加される矩形波パルスの周波数及び電流値等に応じて変化する。また、電流源と磁気ヘッドとの間のトレース導体及び接続線の特性インピーダンスによっても影響される。
【０００４】
薄膜磁気ヘッドのインダクティブ書込み素子のコイルに流れる電流波形が崩れると、磁気媒体に書込まれる磁化パターンがいびつになり、データの書込み及び読出しが困難となる。また、動特性のＮＬＴＳ（Ｎｏｎ−Ｌｉｎｅａｒ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｓｈｉｆｔ）を良好にするためには、コイルを流れる電流波形の立上り時間を短くする必要がある。
【０００５】
従って、コイルに流れる電流波形は、（１）電流源の出力する矩形波パルスのプロファイルをできるだけ維持する、（２）早い立上り時間を有する、（３）強い書込み磁界を得るために波形を維持した状態で高い電流値を有することが要求される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような（１）〜（３）の要求を満たすためには、書込み電流の周波数におけるコイルのインダクタンスを小さくすれば良いが、そのために、コイルの巻回数を減らすと発生する磁力が小さくなって特性改善をすることができず、コイルのピッチを小さくするなどその寸法を小さくすることは製造の困難性及び発熱の問題を招く。
【０００７】
従って本発明の目的は、製造上の困難性及び特性の劣化を招くことなくそのインダクタンスの低減化が可能な薄膜磁気ヘッドを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、一方の端が絶縁ギャップを介して互いに対向した磁極を構成しており他方の端が互いに磁気的に連結している１対のヨーク層と、１対のヨーク層の少なくとも一方に巻回されたコイル導体と、コイル導体の両端にそれぞれの一端が接続されている第１及び第２のトレース導体と、第１及び第２のトレース導体の他端がそれぞれ接続されている第１及び第２の接続バンプとを備えており、第１のトレース導体が互いに並列接続された上側導体層及び下側導体層を含んでおり、第２のトレース導体が互いに並列接続された上側導体層及び下側導体層を含んでおり、第１のトレース導体の上側導体層と第２のトレース導体の下側導体層とが上下に互いに対向して配置されており、第２のトレース導体の上側導体層と第１のトレース導体の下側導体層とが上下に互いに対向して配置されている薄膜磁気ヘッドが提供される。
【０００９】
互いに逆方向の電流が流れる第１のトレース導体の上側導体層と第２のトレース導体の下側導体層とが上下に互いに対向して配置されているため、これら電流によって下側導体層及び上側導体層に生じる磁界が互いに打ち消しあい、電流が流れることによって生じる浮遊インダクタンスが大幅に減少する。一方、互いに逆方向の電流が流れることで、下側導体層及び上側導体層間には強い電界が発生するから浮遊キャパシタンスが増大する。第２のトレース導体の上側導体層と第１のトレース導体の下側導体層とにおいても、同様の作用が生じる。その結果、コイル導体に接続されるトレース導体のインダクタンスを下げることができるから、入力される矩形波パルスのプロファイルをできるだけ維持し、早い立上り時間を有し、しかも高い電流値の書込み電流をコイル導体に流すことができる。従って、書込み周波数を例えば３００ＭＨｚ以上の高周波とした場合にも、立上り時間が短いため、正しい書込み動作を行うことが可能となる。もちろん、コイル導体自体の形状や寸法に変更が無いため、その製造が困難となったり、特性の劣化を招くことは全く無い。
【００１０】
第１のトレース導体の上側導体層と第２のトレース導体の上側導体層とが左右に並んで配置されており、第１のトレース導体の下側導体層と第２のトレース導体の下側導体層とが左右に並んで配置されていることが好ましい。
【００１１】
第１のトレース導体及び第２のトレース導体が、接続バンプ及びコイル導体間をほぼ直線状に結んでいることも好ましい。これにより、第１のトレース導体及び第２のトレース導体の長さが短くなるので、その分、浮遊インダクタンスが減少する。
【００１２】
第１のトレース導体の上側導体層と第２のトレース導体の上側導体層とが外部に露出していることも好ましい。第１のトレース導体及び第２のトレース導体の長さを短くした場合、浮遊キャパシタンスがかなり大きくなってしまうが、上側導体層の上面が空気に露出していれば、その面側の誘電率が１．０であるため、誘電率が下がった分、浮遊キャパシタンスが低下する。
【００１３】
第１のトレース導体及び第２のトレース導体が、低誘電率材料で囲まれていることも好ましい。この場合も、誘電率が下がった分、浮遊キャパシタンスが低下する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態における薄膜磁気ヘッドのヨーク層、コイル導体、及びトレース導体の一部分の構成を簡略化して示す斜視図であり、図２は同じ構成を図１とは異なる方向から見た斜視図であり、図３は同じ構成をさらに異なる方向から見た斜視図であり、図４は図１の実施形態におけるトレース導体の一部分の構成を異なる方向から見た斜視図であり、図５は図１の実施形態におけるトレース導体の他の部分の構成を示す斜視図であり、図６は同じ構成を図５とは異なる方向から見た斜視図であり、図７は同じ構成の頂面図であり、図８は同じ構成の底面図であり、図９は同じ構成の一方の側面図であり、図１０は同じ構成の他方の側面図であり、図１１は図１の実施形態における薄膜磁気ヘッドの全体構成を示す断面図である。
【００１５】
図１〜図１０において、１０は薄膜磁気ヘッドの書込みヘッド部用の例えば銅等の導電材料によるコイル導体、１１は先端が絶縁ギャップを介して互いに対向する１対の磁極を構成しており、後端が磁気的に互いに接続されている例えばパーマロイ等の強磁性体材料による１対のヨーク層、１２及び１３は一端がコイル導体１０の両端にそれぞれ接続された例えば銅等の導電材料による第１及び第２のトレース導体、１４及び１５は第１及び第２のトレース導体１２及び１３の他端にそれぞれ接続された第１及び第２の接続バンプ、１６及び１７は第１及び第２の接続バンプ１４及び１５の上面に形成された例えば金等による接続電極（接続パッド）をそれぞれ示している。
【００１６】
図１１において、さらに、１８及び１９はその間に図示されていない磁気抵抗効果（ＭＲ）層が絶縁ギャップ層を介して設けられている下部及び上部シールド層、２０は絶縁層を示している。本実施形態の薄膜磁気ヘッドは、このように、インダクティブ書込みヘッド部とＭＲ書込みヘッド部とを有する複合型薄膜磁気ヘッドである。もちろん、インダクティブヘッド部のみを有する薄膜磁気ヘッドに対しても本発明は適用可能である。
【００１７】
コイル導体１０及び１対のヨーク層１１は、従来より存在する一般的な構成のものである。なお、図１〜図３においては、コイル導体１０の各ターンを矩形状に巻回して示しているが、実際には、これらは曲線状、例えば円状又は長円状、に巻回されている。
【００１８】
第１及び第２のトレース導体１２及び１３は、図１〜図４に示されている、コイル導体１０に接続される側の第１の部分と、図５〜図１０に示されている、第１及び第２の接続バンプ１４及び１５に接続される側の第２の部分とを備えている。図１〜図３においては、第１及び第２のトレース導体１２及び１３の第１の部分とコイル導体１０の両端とが分離された状態で示されているが、これらは実際には互いに接続されている。また、第１の部分の図１〜図４における矢印２１の方向に、図５〜図１０に示す第２の部分が存在し、これら第１の部分及び第２の部分は互いに接続されてほぼ直線状に形成されている。
【００１９】
第１のトレース導体１２は、互いに並列接続された下側導体層１２ａと上側導体層１２ｂとから主として構成されており、第２のトレース導体１３は、互いに並列接続された下側導体層１３ａと上側導体層１３ｂとから主として構成されている。第１のトレース導体１２の上側導体層１２ｂと第２のトレース導体１３の下側導体層１３ａとは上下に互いに対向しかつ互いに平行に配置されている。また、第２のトレース導体１３の上側導体層１３ｂと第１のトレース導体１２の下側導体層１２ａも上下に互いに対向しかつ互いに平行に配置されている。さらに、第１のトレース導体１２の上側導体層１２ｂと第２のトレース導体１３の上側導体層１３ｂとは左右に並んで配置されており、第１のトレース導体１２の下側導体層１２ａと第２のトレース導体１３の下側導体層１３ａも左右に並んで配置されている。従って、これら４つの導体層１２ａ、１３ａ、１２ｂ及び１３ｂは、その軸方向の断面において、互いに逆方向に電流が流れる導体層同士が上下左右で隣り合うこととなる。
【００２０】
図１２は、本実施形態における作用を説明するために、４つの導体層１２ａ、１３ａ、１２ｂ及び１３ｂをそれらの軸方向から見た断面で表した図である。
【００２１】
第１のトレース導体１２の下側導体層１２ａ及び上側導体層１２ｂにおいては、図にて手前から奥に向けて電流が流れ、逆に、第２のトレース導体１３の下側導体層１３ａ及び上側導体層１３ｂにおいては、図にて奥から手前に向けて電流が流れる。従って、これら各導体層の周りには、矢印２２で示すような磁界が発生する。これらの磁界は、下側導体層１２ａ及び上側導体層１３ｂ間で、並びに下側導体層１３ａ及び上側導体層１２ｂ間で互いに打ち消しあうから、電流によって生じる浮遊インダクタンスが大幅に減少する。一方、互いに逆方向の電流が流れることで、下側導体層１２ａ及び上側導体層１３ｂ間で、並びに下側導体層１３ａ及び上側導体層１２ｂ間には強い電界が発生するから浮遊キャパシタンスが増大する。
【００２２】
この浮遊キャパシタンスについては、導体層の断面形状、導体層の幅及び長さ、下側導体層と上側導体層との相対位置、下側導体層と上側導体層と間隔Ｄ１、下側導体層間及び上側導体層間の間隔Ｄ２、又は通常の平行に走る導体層との組み合わせ等によって調整可能であり、過度に増大することを防止することができる。また、この浮遊キャパシタンスは、導体層の周囲の材料の誘電率によっても変化する。例えば、本実施形態のように、第１のトレース導体１２の上側導体層１２ｂと第２のトレース導体１３の上側導体層１３ｂとを絶縁層の外部に露出させることにより、これら上側導体層の上面側の誘電率が１．０となるため、誘電率が下がる分だけ浮遊キャパシタンスが低下する。さらに、これら導体層の周囲の絶縁層を、例えばレジストやポリイミド等の低誘電率材料で構成することによっても、浮遊キャパシタンスは低下する。
【００２３】
浮遊インダクタンスは、第１のトレース導体１２及び第２のトレース導体１３を直線状としその長さを短くすることによって、大幅に低下させることができる。
【００２４】
このように、浮遊インダクタンスを低下させ、さらに浮遊キャパシタンスを適切に調整することにより、入力される矩形波パルスのプロファイルをできるだけ維持し、早い立上り時間を有し、しかも高い電流値の書込み電流をコイル導体に流すことができる。従って、書込み周波数を例えば３００ＭＨｚ以上の高周波とした場合にも、立上り時間が短いため、正しい書込み動作を行うことが可能となる。
【００２５】
従来の薄膜磁気ヘッドについて、書込み周波数を変えた場合の入力インピーダンス特性を実際に測定すると、図１３に示すようになる。同図から明らかのように、従来の磁気ヘッドにおける入力インピーダンスの周波数特性は、そのピーク値までの立上り部が急峻であるがピーク値より高周波数側では緩やかな立下りとなっている。
【００２６】
このプロファイル特性を等価回路によって再現したものが、図１４のＡに示されている。これに対して、ピーク値までの立上り及びピーク値からの立下りが共に急峻な図１４のＢに示すごときプロファイル特性を示す等価回路を作成した。具体的には、インダクタンスは等しく保ち、キャパシタンスを大きくした回路定数の等価回路である。このインダクタンス及びキャパシタンスは、第１及び第２のトレース導体の浮遊インダクタンス及び浮遊キャパシタンスに相当する。
【００２７】
このような２つの等価回路に３００ＭＨｚ及び４００ＭＨｚの矩形波パルスを印加した際の電流波形が図１５（３００ＭＨｚ）及び図１６（４００ＭＨｚ）にそれぞれ示されている。これらの図からも明らかのように、鋭いピークを有するプロファイルＢの方が電流の立上り時間が短くなっている。プロファイルＢでは、入力インピーダンスのピーク値は多少低い周波数側に移動しているが、鋭いピーク値を有することによってこのような早い立上り時間を得ることができる。
【００２８】
従って、本実施形態のように、浮遊インダクタンスを低下させ、浮遊キャパシタンスを適度に増大させることによって、入力される矩形波パルスのプロファイルをできるだけ維持し、早い立上り時間を有し、しかも高い電流値の書込み電流をコイル導体に流すことができるのである。
【００２９】
図１７は第１及び第２のトレース導体を、従来技術のように平面上で平行配置された２つの導体層で構成した場合（プロファイルＣ）と、本実施形態のように配置した４つの導体層で構成した場合（プロファイルＤ）の入力インピーダンスの周波数特性を示している。
【００３０】
同図から明らかのように、本実施形態の構成によれば、浮遊インダクタンスが低下し浮遊キャパシタンスが増大することによって、非常に鋭いピークを有するプロファイルが得られている。
【００３１】
以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明の薄膜磁気ヘッドは、互いに逆方向の電流が流れる第１のトレース導体の上側導体層と第２のトレース導体の下側導体層とが上下に互いに対向して配置されているため、これら電流によって下側導体層及び上側導体層に生じる磁界が互いに打ち消しあい、電流が流れることによって生じる浮遊インダクタンスが大幅に減少する。一方、互いに逆方向の電流が流れることで、下側導体層及び上側導体層間には強い電界が発生するから浮遊キャパシタンスが増大する。第２のトレース導体の上側導体層と第１のトレース導体の下側導体層とにおいても、同様の作用が生じる。その結果、入力される矩形波パルスのプロファイルをできるだけ維持し、早い立上り時間を有し、しかも高い電流値の書込み電流をコイル導体に流すことができる。従って、書込み周波数を例えば３００ＭＨｚ以上の高周波とした場合にも、立上り時間が短いため、正しい書込み動作を行うことが可能となる。もちろん、コイル導体自体の形状や寸法に変更が無いため、その製造が困難となったり、特性の劣化を招くことは全く無い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における薄膜磁気ヘッドのヨーク層、コイル導体、及びトレース導体の一部分の構成を簡略化して示す斜視図である。
【図２】図１の実施形態における薄膜磁気ヘッドのヨーク層、コイル導体、及びトレース導体の一部分の構成を図１とは異なる方向から見た斜視図である。
【図３】図１の実施形態における薄膜磁気ヘッドのヨーク層、コイル導体、及びトレース導体の一部分の構成をさらに異なる方向から見た斜視図である。
【図４】図１の実施形態におけるトレース導体の一部分の構成を異なる方向から見た斜視図である。
【図５】図１の実施形態におけるトレース導体の他の部分の構成を示す斜視図である。
【図６】図１の実施形態におけるトレース導体の他の部分の構成を図５とは異なる方向から見た斜視図である。
【図７】図１の実施形態におけるトレース導体の他の部分の構成の頂面図である。
【図８】図１の実施形態におけるトレース導体の他の部分の構成の底面図である。
【図９】図１の実施形態におけるトレース導体の他の部分の構成の一方の側面図である。
【図１０】図１の実施形態におけるトレース導体の他の部分の構成の他方の側面図である。
【図１１】図１の実施形態における薄膜磁気ヘッドの全体構成を示す断面図である。
【図１２】図１の実施形態における作用を説明する図である。
【図１３】従来の薄膜磁気ヘッドについての入力インピーダンスの周波数特性を実際に測定した結果を表す特性図である。
【図１４】２つの等価回路による入力インピーダンスの周波数特性を表す特性図である。
【図１５】２つの等価回路に３００ＭＨｚの矩形波パルスを印加した際の電流波形を表す図である。
【図１６】２つの等価回路に４００ＭＨｚの矩形波パルスを印加した際の電流波形を表す図である。
【図１７】第１及び第２のトレース導体を、従来技術のように平面上で平行配置された２つの導体層で構成した場合と、図１の実施形態のように配置した４つの導体層で構成した場合の入力インピーダンスの周波数特性を表す特性図である。
【符号の説明】
１０ コイル導体
１１ ヨーク層
１２ 第１のトレース導体
１２ａ、１３ａ 下側導体層
１２ｂ、１３ｂ 上側導体層
１３ 第２のトレース導体
１４ 第１の接続バンプ
１５ 第２の接続バンプ
１６、１７ 接続電極
１８ 下部シールド層
１９ 上部シールド層
２０ 絶縁層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a thin-film magnetic head having an inductive write head element.
[0002]
[Prior art]
This type of thin film magnetic head includes a yoke magnetically coupled to two magnetic poles separated by a recording gap, a coil wound around the yoke, a pair of trace conductors connected to the coil, A connection bump connected to the pair of trace conductors is provided, and writing of magnetic information is performed by applying a write current to the coil via the connection bump and the trace conductor.
[0003]
The current applied to the thin-film magnetic head as the write current is usually a rectangular pulse. The waveform and magnitude of the current that actually flows through the coil when such a rectangular pulse is applied depends on the structure of the thin-film magnetic head, the output impedance of the current source connected to the coil, and the applied rectangular pulse. And the current value. It is also affected by the characteristic impedance of the trace conductor and the connection line between the current source and the magnetic head.
[0004]
When the waveform of the current flowing through the coil of the inductive write element of the thin-film magnetic head is disrupted, the magnetization pattern written on the magnetic medium becomes distorted, and it becomes difficult to write and read data. Further, in order to improve NLTS (Non-Linear Transition Shift) of dynamic characteristics, it is necessary to shorten the rise time of the current waveform flowing through the coil.
[0005]
Therefore, the waveform of the current flowing through the coil is (1) maintaining the profile of the rectangular pulse output from the current source as much as possible, (2) having a fast rise time, and (3) maintaining the waveform to obtain a strong write magnetic field. It is required to have a high current value in the state.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In order to satisfy the requirements (1) to (3), the inductance of the coil at the frequency of the write current may be reduced. However, when the number of turns of the coil is reduced, the generated magnetic force is reduced. The characteristics cannot be improved, and reducing the dimensions, such as reducing the pitch of the coil, causes difficulty in manufacturing and heat generation.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a thin film magnetic head capable of reducing its inductance without causing difficulty in manufacturing and deterioration of characteristics.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, at least one of a pair of yoke layers in which one end constitutes a magnetic pole opposed to each other via an insulating gap and the other end is magnetically connected to each other, and A coil conductor wound around one end, first and second trace conductors each having one end connected to both ends of the coil conductor, and other ends of the first and second trace conductors are connected respectively. First and second connection bumps, wherein the first trace conductor includes an upper conductor layer and a lower conductor layer connected in parallel with each other, and the second trace conductor includes an upper conductor layer connected in parallel with each other. A second trace conductor, comprising a conductor layer and a lower conductor layer, wherein an upper conductor layer of the first trace conductor and a lower conductor layer of the second trace conductor are vertically arranged opposite to each other; Upper conductor layer and first trace Thin film magnetic head body and the lower conductor layer are arranged opposite to each other vertically are provided.
[0009]
Since the upper conductor layer of the first trace conductor and the lower conductor layer of the second trace conductor, in which currents in opposite directions flow, are vertically arranged opposite to each other, these currents cause the lower conductor layer and the upper conductor layer to move upward and downward. The magnetic fields generated in the conductor layers cancel each other, and the stray inductance caused by the flow of current is greatly reduced. On the other hand, when currents in opposite directions flow, a strong electric field is generated between the lower conductor layer and the upper conductor layer, so that the floating capacitance increases. A similar effect occurs in the upper conductor layer of the second trace conductor and the lower conductor layer of the first trace conductor. As a result, the inductance of the trace conductor connected to the coil conductor can be reduced, so that the profile of the input rectangular wave pulse is maintained as much as possible, has a fast rise time, and furthermore, the write current having a high current value is supplied to the coil conductor. Can be flushed. Therefore, even when the write frequency is set to a high frequency of, for example, 300 MHz or more, a correct write operation can be performed because the rise time is short. Of course, since there is no change in the shape and dimensions of the coil conductor itself, there is no difficulty in manufacturing the coil conductor or deterioration in characteristics.
[0010]
An upper conductor layer of the first trace conductor and an upper conductor layer of the second trace conductor are arranged side by side, and a lower conductor layer of the first trace conductor and a lower conductor of the second trace conductor The layers are preferably arranged side by side.
[0011]
It is also preferable that the first trace conductor and the second trace conductor connect the connection bump and the coil conductor substantially linearly. As a result, the lengths of the first trace conductor and the second trace conductor are shortened, and the stray inductance is reduced accordingly.
[0012]
It is also preferable that the upper conductor layer of the first trace conductor and the upper conductor layer of the second trace conductor are exposed to the outside. When the length of the first trace conductor and the length of the second trace conductor are shortened, the stray capacitance becomes considerably large. However, if the upper surface of the upper conductor layer is exposed to air, the dielectric constant on the surface side is reduced. Since it is 1.0, the stray capacitance is reduced by the decrease in the dielectric constant.
[0013]
It is also preferred that the first trace conductor and the second trace conductor are surrounded by a low dielectric constant material. In this case as well, the stray capacitance decreases due to the decrease in the dielectric constant.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a simplified perspective view showing a configuration of a part of a yoke layer, a coil conductor, and a trace conductor of a thin-film magnetic head according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows the same configuration from a different direction from FIG. FIG. 3 is a perspective view of the same configuration viewed from further different directions, FIG. 4 is a perspective view of a part of the trace conductor in the embodiment of FIG. 1 viewed from different directions, 5 is a perspective view showing the configuration of another portion of the trace conductor in the embodiment of FIG. 1, FIG. 6 is a perspective view of the same configuration viewed from a different direction from FIG. 5, and FIG. FIG. 8 is a bottom view of the same configuration, FIG. 9 is a side view of one side of the same configuration, FIG. 10 is a side view of the other side of the same configuration, and FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the overall configuration of a thin-film magnetic head according to an embodiment
[0015]
1 to 10, reference numeral 10 denotes a coil conductor made of a conductive material such as copper for a write head of a thin-film magnetic head, and reference numeral 11 denotes a pair of magnetic poles whose tips face each other via an insulating gap. A pair of yoke layers 12 and 13 made of a ferromagnetic material such as permalloy whose rear ends are magnetically connected to each other, and 12 and 13 are made of a conductive material such as copper connected at one end to both ends of the coil conductor 10 respectively. The first and second trace conductors 14 and 15 are first and second connection bumps connected to the other ends of the first and second trace conductors 12 and 13, respectively, and 16 and 17 are first and second connection conductors. A connection electrode (connection pad) made of, for example, gold or the like formed on the upper surfaces of the connection bumps 14 and 15 is shown.
[0016]
In FIG. 11, reference numerals 18 and 19 denote lower and upper shield layers in which a magnetoresistive (MR) layer (not shown) is provided via an insulating gap layer, and reference numeral 20 denotes an insulating layer. The thin-film magnetic head according to the present embodiment is a composite thin-film magnetic head having an inductive write head and an MR write head. Of course, the present invention is also applicable to a thin-film magnetic head having only an inductive head.
[0017]
The coil conductor 10 and the pair of yoke layers 11 have a general configuration existing in the related art. 1 to 3, each turn of the coil conductor 10 is shown as being wound in a rectangular shape, but actually, these are wound in a curved shape, for example, a circular shape or an elliptical shape. I have.
[0018]
The first and second trace conductors 12 and 13 are shown in FIGS. 1 to 4 on the side connected to the coil conductor 10, and are shown in FIGS. 5 to 10. A second portion on the side connected to the first and second connection bumps 14 and 15. 1 to 3, the first portions of the first and second trace conductors 12 and 13 are shown separated from both ends of the coil conductor 10, but they are actually connected to each other. Have been. In addition, a second portion shown in FIGS. 5 to 10 exists in the direction of the arrow 21 in FIGS. 1 to 4 of the first portion, and the first portion and the second portion are connected to each other and substantially It is formed in a straight line.
[0019]
The first trace conductor 12 mainly includes a lower conductor layer 12a and an upper conductor layer 12b connected in parallel with each other, and the second trace conductor 13 includes a lower conductor layer 13a connected in parallel with each other. It mainly comprises the upper conductor layer 13b. The upper conductor layer 12b of the first trace conductor 12 and the lower conductor layer 13a of the second trace conductor 13 are vertically opposed to each other and arranged in parallel with each other. The upper conductor layer 13b of the second trace conductor 13 and the lower conductor layer 12a of the first trace conductor 12 are also vertically opposed to each other and arranged in parallel. Further, the upper conductor layer 12b of the first trace conductor 12 and the upper conductor layer 13b of the second trace conductor 13 are arranged side by side, and the lower conductor layer 12a and the lower conductor layer 12a of the first trace conductor 12 are arranged side by side. The lower conductor layers 13a of the two trace conductors 13 are also arranged side by side. Accordingly, in the four conductor layers 12a, 13a, 12b, and 13b, conductor layers in which current flows in opposite directions are adjacent to each other in the axial direction in the vertical, horizontal, and horizontal directions.
[0020]
FIG. 12 is a diagram illustrating four conductor layers 12a, 13a, 12b, and 13b in a cross-section viewed from the axial direction of the four conductor layers 12a, 13a, 12b, and 13b in order to explain the operation in the present embodiment.
[0021]
In the lower conductor layer 12a and the upper conductor layer 12b of the first trace conductor 12, current flows from the near side to the back side in the drawing, and conversely, the lower conductor layer 13a and the upper side of the second trace conductor 13 In the conductor layer 13b, a current flows from the back to the front in the drawing. Therefore, a magnetic field as shown by an arrow 22 is generated around each of these conductor layers. Since these magnetic fields cancel each other between the lower conductor layer 12a and the upper conductor layer 13b and between the lower conductor layer 13a and the upper conductor layer 12b, the stray inductance caused by the current is greatly reduced. On the other hand, when currents in opposite directions flow, a strong electric field is generated between the lower conductor layer 12a and the upper conductor layer 13b and between the lower conductor layer 13a and the upper conductor layer 12b, so that the floating capacitance increases. .
[0022]
Regarding the floating capacitance, the cross-sectional shape of the conductor layer, the width and length of the conductor layer, the relative position between the lower conductor layer and the upper conductor layer, the distance D1 between the lower conductor layer and the upper conductor layer, the lower conductor layer and The distance can be adjusted by the distance D2 between the upper conductor layers or a combination with a normal parallel conductor layer, and it is possible to prevent an excessive increase. The floating capacitance also changes depending on the dielectric constant of a material around the conductor layer. For example, by exposing the upper conductor layer 12b of the first trace conductor 12 and the upper conductor layer 13b of the second trace conductor 13 to the outside of the insulating layer as in the present embodiment, the upper surfaces of these upper conductor layers are exposed. Since the dielectric constant on the side becomes 1.0, the floating capacitance is reduced by the decrease in the dielectric constant. Furthermore, by forming the insulating layer around these conductor layers with a low dielectric constant material such as a resist or polyimide, the floating capacitance is reduced.
[0023]
The stray inductance can be significantly reduced by making the first trace conductor 12 and the second trace conductor 13 linear and shortening their length.
[0024]
As described above, by lowering the stray inductance and appropriately adjusting the stray capacitance, the profile of the input rectangular wave pulse is maintained as much as possible, has a fast rise time, and furthermore, a write current having a high current value is supplied to the coil. Can flow over conductors. Therefore, even when the write frequency is set to a high frequency of, for example, 300 MHz or more, a correct write operation can be performed because the rise time is short.
[0025]
FIG. 13 shows an actual measurement of the input impedance characteristics of the conventional thin-film magnetic head when the writing frequency is changed. As can be seen from the figure, the frequency characteristic of the input impedance of the conventional magnetic head has a steep rising portion up to its peak value, but has a gradual falling at a frequency higher than the peak value.
[0026]
FIG. 14A shows the profile characteristic reproduced by an equivalent circuit. On the other hand, an equivalent circuit showing profile characteristics as shown in FIG. 14B in which both the rise to the peak value and the fall from the peak value are steep was created. Specifically, it is an equivalent circuit of a circuit constant in which the inductance is kept equal and the capacitance is increased. This inductance and capacitance correspond to the stray inductance and stray capacitance of the first and second trace conductors.
[0027]
15 (300 MHz) and FIG. 16 (400 MHz) show current waveforms when 300 MHz and 400 MHz square wave pulses are applied to such two equivalent circuits, respectively. As is clear from these figures, the rise time of the current is shorter in the profile B having a sharp peak. In the profile B, the peak value of the input impedance moves to a slightly lower frequency side, but such a fast rise time can be obtained by having a sharp peak value.
[0028]
Therefore, as in the present embodiment, by reducing the stray inductance and increasing the stray capacitance appropriately, the profile of the input rectangular wave pulse is maintained as much as possible, has a fast rise time, and has a high current value. A write current can be passed through the coil conductor.
[0029]
FIG. 17 shows a case where the first and second trace conductors are constituted by two conductor layers arranged in parallel on a plane as in the prior art (profile C), and a case where four conductors arranged as in the present embodiment are used. The graph shows the frequency characteristics of the input impedance in the case of a layer (profile D).
[0030]
As is clear from the figure, according to the configuration of the present embodiment, a profile having a very sharp peak is obtained due to a decrease in stray inductance and an increase in stray capacitance.
[0031]
The embodiments described above are merely examples of the present invention and are not intended to limit the present invention, and the present invention can be embodied in various other modified forms and modified forms. Therefore, the scope of the present invention is defined only by the appended claims and their equivalents.
[0032]
【The invention's effect】
As described above in detail, in the thin-film magnetic head of the present invention, the upper conductor layer of the first trace conductor and the lower conductor layer of the second trace conductor, in which currents in opposite directions flow, face each other vertically. Due to the arrangement, the magnetic fields generated in the lower conductor layer and the upper conductor layer by these currents cancel each other, and the stray inductance generated by the flow of the current is greatly reduced. On the other hand, when currents in opposite directions flow, a strong electric field is generated between the lower conductor layer and the upper conductor layer, so that the floating capacitance increases. A similar effect occurs in the upper conductor layer of the second trace conductor and the lower conductor layer of the first trace conductor. As a result, it is possible to maintain the profile of the input rectangular wave pulse as much as possible, have a fast rise time, and allow a write current having a high current value to flow through the coil conductor. Therefore, even when the write frequency is set to a high frequency of, for example, 300 MHz or more, a correct write operation can be performed because the rise time is short. Of course, since there is no change in the shape and dimensions of the coil conductor itself, there is no difficulty in manufacturing the coil conductor or deterioration in characteristics.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a simplified configuration of a part of a yoke layer, a coil conductor, and a trace conductor of a thin-film magnetic head according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a configuration of a part of a yoke layer, a coil conductor, and a trace conductor of the thin-film magnetic head in the embodiment of FIG. 1 viewed from a direction different from FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of a part of a yoke layer, a coil conductor, and a trace conductor of the thin-film magnetic head in the embodiment of FIG. 1 when viewed from further different directions.
FIG. 4 is a perspective view of a configuration of a part of a trace conductor in the embodiment of FIG. 1 as viewed from a different direction;
FIG. 5 is a perspective view showing a configuration of another portion of the trace conductor in the embodiment of FIG. 1;
FIG. 6 is a perspective view of the configuration of another portion of the trace conductor in the embodiment of FIG. 1 as viewed from a direction different from FIG. 5;
FIG. 7 is a top view of the configuration of another portion of the trace conductor in the embodiment of FIG. 1;
FIG. 8 is a bottom view of the configuration of another portion of the trace conductor in the embodiment of FIG. 1;
FIG. 9 is a side view of the configuration of another portion of the trace conductor in the embodiment of FIG. 1;
FIG. 10 is another side view of the configuration of another portion of the trace conductor in the embodiment of FIG. 1;
FIG. 11 is a cross-sectional view showing the overall configuration of the thin-film magnetic head in the embodiment of FIG.
FIG. 12 is a diagram illustrating an operation in the embodiment of FIG. 1;
FIG. 13 is a characteristic diagram showing a result of actually measuring a frequency characteristic of an input impedance of a conventional thin-film magnetic head.
FIG. 14 is a characteristic diagram illustrating frequency characteristics of input impedance by two equivalent circuits.
FIG. 15 is a diagram showing a current waveform when a rectangular pulse of 300 MHz is applied to two equivalent circuits.
FIG. 16 is a diagram illustrating a current waveform when a 400 MHz rectangular pulse is applied to two equivalent circuits.
17 shows a case where the first and second trace conductors are constituted by two conductor layers arranged in parallel on a plane as in the prior art; and four conductor layers arranged as in the embodiment of FIG. FIG. 4 is a characteristic diagram illustrating frequency characteristics of input impedance in the case of the configuration of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Coil conductor 11 Yoke layer 12 1st trace conductor 12a, 13a Lower conductor layer 12b, 13b Upper conductor layer 13 2nd trace conductor 14 First connection bump 15 Second connection bump 16, 17 Connection electrode 18 Lower part Shield layer 19 Upper shield layer 20 Insulation layer
